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合成氨条件的选择

 

一、一周知识概述

(一)、合成氨条件的选择                             

1、该反应的原理为: (Q>0)

2、该反应的特点:气体体积缩小、放热的可逆反应

3、选择提高反应速率的措施:

 (1)增加反应物浓度;

 (2)升高温度;

 (3)加大压强;

 (4)使用催化剂。

4、选择提高反应物转化率的措施:

 (1)增大反应物的浓度;

 (2)降低温度;

 (3)增大压强;

 (4)减少生成物氨气的浓度。

5、综合3、4,兼顾催化剂的活性和设备的要求,考虑生产条件为:

 (1)增大氮气、氢气浓度,及时将生成的氨气分离出来;

 (2)温度为500℃左右;

 (3)压强为2×107Pa~5×107Pa;

 (4)铁作催化剂。

(二)、有关化学平衡的基本计算及规律                       

1、可逆反应到达平衡过程中物质浓度的变化关系.

 (1)反应物:平衡浓度=起始浓度-转化浓度

 (2)生成物:平衡浓度=起始浓度+转化浓度

 (3)各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比。

2、反应物的转化率

 

3、产品的产率

 

二、重难点知识剖析

(一)、反应物的转化率与浓度变化的关系                      

1、对于多种物质参加的反应的情况分析

  如某反应可写为A(气)+3B(气) 2C(气)+D(气),增大A的浓度,B的转化率一定增大,而A的转化率一般是减小。

2、对于分解反应来说,要视反应前后物质的计量数而定

  如对2HI(气) H2(气)+I2(气),不论如何改变HI的浓度,HI的转化率都不变,而对2NH3(气) N2(气)+3H2(气),增加氨气的浓度时,氨气的转化率减小。

(二)、勒沙特列原理                               

  如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。

对此原理的理解要注意以下几点:

1、它适用于所有的平衡体系,包括电离平衡、水解平衡、化学反应平衡等,也包括溶解和沉淀平衡等;

2、它只能判断平衡移动的方向,不能确定建立平衡的时间;

3、催化剂对反应的正逆方向的影响是相同的,故它对化学平衡不造成影响。

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